химический каталог




Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Автор А.И.Гусев

екта. Результаты [292, 293] объяснены в [284] с помощью формулы (3.21) и с использованием в теоретических расчетах модельной наночастицы размером 2,2 нм, состоящей из 184 атомов. Авторы [294] измерили АС наночастиц ванадия V диаметром 3,8 и 6,5 нм и наночастиц палладия Pd диаметром 3,0 и 6,6 нм, полученных конденсацией паров. Теплоемкость частиц V при Т< 10 К определяется в основном электронным вкладом и величина ДС, обусловленная размерным эффектом решеточной теплоемкости, сравнительно мала. Увеличение теплоемкости наночастиц Pd по сравнению с массивным палладием при 1,4 < Т < 30,0 К (рис. 3.11) полностью обусловлено дополнительным решеточным вкладом, так как электронная теплоемкость независимо от размера частиц описывалась обычным линейным законом у,Т, причем коэффициент электронной теплоемкости ус был такой Же, как для массивного палладия.

87

Аналогичный размерный эффект на теплоемкости нанокристаллического порошка Pd со средним диаметром частиц 8 нм наблюдали в работе [295]. Температурную зависимость теплоемкости нанокристаллического палладия ;i-Pd при 1 К < Т < 20 К описали степенной функцией С(Т) = аТ + ЬТ2 + сТ3, аналогичной формуле (3.15) при фиксированном значении г. В зависимости С(7) массивного палладия квадратичный член ЬТ2 отсутствовал. Коэффициент электронной теплоемкости л-Pd оказался немного меньше, а температурный коэффициент решеточной теплоемкости — в 2 раза больше, чем те же коэффициенты а и b для массивного палладия (табл. 3.2). Результаты [295] находятся в хорошем согласии с данными [293] по теплоемкости n-Pd.

Теплоемкость массивной меди и нанокристаллических порошков Си и СиО с размером частиц примерно 50 нм исследована в интервалах температур 1—20 К и 300—800 К [296]. Для описания теплоемкости при Т < 20 К использовали полином С(Т) = = аТ + ЬТ2 + сТ3 (значения его коэффициентов приведены в табл. 3.2). Квадратичный член ЬТ2 присутствовал только в температурной зависимости теплоемкости наночастиц Си. Заметим, что коэффициенты при линейном и кубическом членах теплоемкости n-Cu больше таковых для массивного образца меди (см. табл. 3.2). При всех изученных температурах (от 1 до 20 К и от 300 до 800 К) наибольшую теплоемкость имел нанопорошок СиО, а наименьшую — массивная медь. Теплоемкость наночастиц Си больше ее величины массивной меди в 1,2—2,0 разЭ|

88 1

вплоть до 450 К. При дальнейшем повышении температуры происходит интенсивный рост наночастиц Си и обусловленное этим понижение теплоемкости до значений, соответствующих массивной меди.

Согласно [297], теплоемкость наночастиц никеля Ni диаметром 22 нм примерно в 2 раза больше теплоемкости массивного никеля при 300—800 К. На зависимости С(7) н-Ni наблюдаются слабый размытый экзотермический эффект при 380—480 К, связанный с собирательной кристаллизацией частиц никеля, и большой эндотермический пик с максимумом при 560 К, обусловленный магнитным фазовым переходом. В массивном никеле слабый эндотермический пик, соответствующий магнитному превращению, наблюдался при 630 К.

Авторы [298] методом неупругого рассеяния нейтронов при 100—300 К изучили фононную плотность состояний крупнозернистого поликристаллнческого Ni и нанокристаллического никеля с размером частиц примерно 10 нм в виде порошка и спрессованного компактного образца с относительной плотностью 80 %. Наиболее заметным размерным эффектом является увеличение плотности фононных состояний образцов /i-Ni в сравнении с крупнозернистым Ni в области энергий ниже 15 мэВ (рис. 3.12). Согласно [298], изменение фононного спектра л-Ni обусловлено малой плотностью вещества на границах зерен.

Понижение температуры Дебая 9D, связанное с уменьшением размера частиц, наблюдали многие исследователи (табл. 3.3). Относительную величину 9D(r)/9D определяли калориметрическим и дифракционными методами. Однако изучение малых частиц Аи и Fe (d = 5—7 нм) с помощью эффекта Мессбауэра показало, что они имеют такую же температуру Дебая, как и массивные кристаллы [304, 305]. Сопоставление параметра решетки малых частиц Аи и Fe с относительной интенсивностью рассеянного ими рентгеновского излучения [306] также показало, что наблюдаемые эффекты нельзя объяснить только понижением дебаевской температуры. Согласно [11], отмеченная противоречивость экспериментальных данных по температуре Дебая малых частиц указывает на необходимость учета колебаний кластеров (метастабильных атомных группировок с повышенной локальной устойчивостью), образующих наночастицу и имеющих

89

иную симметрию, чем кристалл. Следует учитывать также ангармонические эффекты, которые в наночастицах должны быть достаточно велики.

3.4. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

Особенности магнитных свойств наночастиц связаны с дискретностью их электронных и фононных состояний. Одной из таких особенностей является осцилляционная зависимость восприимчивости наночастиц парамагнитных металлов от напряженности магнитного поля Н. Кроме того, по причине малых размеров парамагнетизм Кюри может заметно перекрывать парамагнетизм Паули. Теоретические вопросы и эк

страница 32
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Скачать книгу "Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства" (1.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы еxcel
цены на линзы фирмы медстар
animal jazz концерт в москве
клоп-1 800*500 цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)